Курс робототехники и ЛЕГО-конструирования в школе (для учеников 5-7 класса)
Перед Вами планирование урока робототехники для школьников 5-7 классов. Это планирование - самое простое. Примерное рассуждение и примерный план проведения уроков. Думаю, Вам это пригодиться чтобы спланировать свои уроки по робототехнике. С него можно и даже стоит начать изучение роботостроения и учителю и ученикам. По мере совершенствования Ваших знаний необходимо перейти к другому, более развёрнутому планированию.
На данном сайте уже есть инструкции по роботам lego mindstorms nxt 2.0 на
русском языке, готовые инструкции для сборки простых роботов, статьи и обзоры
разных версий конструкторов lego, которые можно использовать на уроках
робототехники.
Урок проводится 1 раз в неделю. Программа курса составляет 34 часа. Представляю поурочное планирование в виде DOC-файла. Можете скачивать и использовать абсолютно бесплатно. Ссылка на сайт приветствуется!
Поурочное / тематическое планирование
факультативных занятий по курсу "робототехника и лего-конструирование" 5-7 класс. (34 часа, 1 час в неделю) на 2018-2019 учебный год. Занятия по вторникам.
Дополнительная учебная программма по робототехнике.
В нашем случае, занятия будут по вторникам, тогда даты занятий следующие:
Сентябрь: 4,11,18,25
Октябрь: 2,9,16,23,30
Ноябрь: 6,13,20,27
Декабрь: 4,11,18,25
Январь: 15,22,29
Февраль: 5,12,19,26
Март: 5,12,19,26
Апрель: 2,9,16,23
Май: 14,21,28.
1 урок. Введение в робототехнику.
4 сентября 2018 г.
Лекция. Цели и задачи курса. Что такое роботы. Ролики, фотографии и мультимедиа.
Рассказ о соревнованиях роботов: Евробот, фестиваль мобильных роботов, олимпиады
роботов. Спортивная робототехника. В т.ч. - бои роботов (неразрушающие).
Конструкторы и «самодельные» роботы.
Видео о роботах LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 (версия конструктора 8547)
Ниже Вы можете скачать видео о лего конструкторах NXT
Д/з: Выбрать робота, который нравится (не обязательно Lego Mindstorms, любого), поискать информацию по нему в Интернете и принести на следующее занятие (информация может быть либо в виде файла Microsoft Word, либо в письменном виде)
Знакомимся с набором Lego Mindstorms NXT. Что необходимо знать перед началом
работы с NXT. Датчики конструкторов LEGO на базе компьютера NXT (Презентация),
аппаратный и программный состав конструкторов LEGO на базе компьютера NXT
(Презентация), сервомотор NXT.
Собираем первую простейшую модель робота. Его название - "Пятиминутка".
Собирается очень быстро. Если потренироваться, то через какое то время его можно
научиться собирать за 5 минут!
5 урок. Изучение среды управления и программирования
2 октября 2018 г.
Материал для учителя - урок в соответствие с ФГОС по теме "Конструирование робота "Линейный ползун".
Краткое изучение программного обеспечения, изучение среды программирования и управления.
Собираем робота "Линейный ползун".
Немного модернизируем собранного на предыдущем уроке робота "Пятиминутку" и
получаем "Линейного ползуна". Это уже программируемый интеллектуальный робот
начального уровня!
Загружаем готовые программы управления роботом, тестируем их,
выявляем сильные и слабые стороны программ, а также регулируем параметры, при
которых программы работают без ошибок. То есть робот не вылетает за края трассы.
Д/з: Запомнить внешний вид блоков: движение, ждать, сенсор, цикл и переключатель.
6 урок. Программирование робота
9 октября 2018 г.
Практика. Разработка программ для выполнения поставленных задачи: несколько
коротких заданий из 4-5 блоков (c использование нетбука).
Д/з: Нарисовать в виде блок-схемы или описать словестно программу движения "линейного ползуна".
7 урок. Конструируем более сложного робота
16 октября 2018 г.
Создаём и тестируем "Трёхколёсного бота".
У этого робота ещё нет датчиков, но уже можно писать средние по сложности
программы для управления двумя серводвигателями.
Д/з: Придумать где можно использовать такого робота и какие дополнительные блоки и датчики можно на него установить.
8 урок. Программирование более сложного робота
23 октября 2018 г.
Практика. Разработка программ для выполнения поставленных задачи: несколько коротких заданий. Количество блоков в программах более 5 штук. (более сложная программа).
Собираем и программируем "Бот-внедорожник"
На предыдущем уроке мы собрали "Трёхколёсного" робота. Мы его оставили в ящике,
на этом уроке достаём и вносим небольшие изменения в конструкцию. Получаем уже
более серьёзная модель, использующую датчик касания. Соответственно, мы
продолжаем эксперименты по программированию робота. Пишем программу средней
сложности, которая должна позволить роботу реагировать на событие нажатия
датчика.
Задача примерно такая: допустим, робот ехал и упёрся в стену. Ему необходимо
отъехать немножко назад, повернуть налево и затем продолжить движение прямо.
Необходимо зациклить эту программу. Провести испытание поведения робота,
подумать в каких случаях может пригодиться полученный результат.
В помощь учителю: Программирование и алгоритмы для lego mindstorms nxt 2.0
Д/з: Пофантазировать на тему: замена человека роботом на вредных производствах. Нарисовать рисунок или эскиз.
9 урок. Собираем гусеничного бота по инструкции
30 октября 2018 г.
Создаём и тестируем "Гусеничного бота".
Задача следующая: необходимо научиться собирать робота на гусеницах. Поэтому тренируемся, пробуем собрать
по инструкции. Если всё получилось, то управляем роботом с сотового телефона или с компьютера.
Запоминаем конструкцию. Анализируем плюсы и минусы конструкции. На следующем уроке попробуем разобрать и заново собрать робота.
Д/з: Подумать и перечислить преимущества и недостатки гусеничного робота по сравнению с 4-х колёсным.
10 урок. Конструируем гусеничного бота
6 ноября 2018 г.
На предыдущем уроке мы собирали гусеничного бота. Нужно ещё раз посмотреть на свои модели, запомнить конструкцию.
Далее разобрать и попытаться собрать свою собственную модель. Она должна быть устойчива, не должно быть выступающих частей.
Гусеницы должны быть оптимально натянуты. Далее тестируем своё гусеничное транспортное средство на поле, управляем им с мобильного телефона или с ноутбука.
Д/з: Вспомнить всё что проходили, прочитать записи. Подготовиться к тестированию.
11 урок. Тестирование
13 ноября 2018 г.
Тест должен содержать простые и чётко сформулированные вопросы о конструкторе, о лего, о законах физики, математики и т.д. Рекомендуемое
количество вопросов от 10 до 20. Ученики отвечают на простые вопросы, проверяют свой уровень знаний.
В тест рекомендуется включить несколько вопросов на смекалку из цикла: "А что если...".
В результате тестирования мы должны понять научился ли чему-нибудь ученик.
Приведём примерные вопросы для проведения мониторинга знаний по робототехнике за 1 полугодие.
1) Конструирование это - .....(выберите верное определение термина)
- процесс хаотичного сбора конструктора
- целенаправленный процесс, в результате которого получается реальный продукт.
- вид деятельности, в результате которого развивается мелкая моторика ребенка.
2)По ключевым словам определить вид конструктора: шарик, желобок, угол наклона, препятствия.
- Деревянный конструктор
- Трaнсформер
- Магнитный конструктор
- Конструктор-лабиринт
3) Выберите основные характеристики деревянного конструктора:
- Изготавливаются из природного материала
- Можно собрать только простейшие конструкции
- Считается самым безопасным конструктором
- Пoдхoдит для детей старшегo шкoльнoгo вoзраста
4) Выберите пропущенное слово:
____________конструктор состоит из различных по цвету и размеру кирпичиков, которые «надеваются» друг на друга с помощью специальных креплений.
- мягкий конструктор
- Lego
- напольный конструктор
- модели для cборки
5) Выберите конструктор, который может превращаться из одной законченной модели в другую.
- Тематический набор
- Трансформер
- Магнитный конструктор
- Мягкий конструктор
6) Набор из различных металлических пластинок, уголков, которые скрепляются между собой болтиками называется?
- Свeтящийся конструктор
- Кубики
- Железный конструктор
- Тематический набор
7) Непосредственное использование материалов для обеспечения некоторой механической функции;
при этом все основано на взаимном сцеплении и сопротивлении тел. Выберете соответствующий данному определению термин:
- Механизм
- Машина
- Робот
- Андроид
8) Кто сформулировал три закона Робототехники? Назовите Имя и Фамилию писателя фантаста, сформулировавшего три закона робототехники.
9) Антропоморфная, имитирующая человека машина, стремящаяся заменить человека в любой его деятельности. Укажите термин соответствующий данному определению:
- Механизм
- Машина
- Робот
- Андроид
10) Кто придумал слово "Робот"? Назовите Имя и Фамилию писателя фантаста, автора слова "РОБОТ".
11) Автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма. Действуя по заранее заложенной программе и получая информацию о внешнем мире от датчиков, самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком. Укажите термин соответствующий данному определению:
- Механизм
- Машинна
- Робот
- Андроид
12) Совокупность механизмов, заменяющих человека или животное в определенной области; используется она главным образом для автоматизации труда. Укажите соответствующий данному определению термин:
- Механизм
- Машина
- Робот
- Андроид
13) Деталь конструктора Lego Mindstorms EV3, предназначенный для программирования точных и мощных движений робота:
- датчик касания
- мотор
- инфракрасный датчик
- датчик касания
- модуль EV3
- датчик цвета
- инфракрасный маяк
12 урок. Собираем по инструкции робота-сумоиста
20 ноября 2018 г.
Нам необходимо ознакомиться с конструкцией самого простого робота сумоиста. Для этого читаем и собираем робота по инструкции: бот - сумоист.
Собираем, запоминаем конструкцию. Тестируем собранного робота. Управляем им с ноутбука/нетбука.
Д/з: Подумать, какой робото подойдёт для соревнований по минисумо. Гусеничный/колёсный, большой/маленький, лёгкий/тяжёлый и т.д. Записать рассуждение в тетради.
13 урок. Соревнование "роботов сумоистов"
27 ноября 2018 г.
Собираем по памяти на время робота-сумоиста. Продолжительность сборки: 30-60 минут.
Устраиваем соревнования. Не разбираем конструкцию робота победителя. Необходимо изучить конструкции, выявить плюсы и минусы бота.
Д/з: Подумать, почему Ваш робот побели или проиграл. Записать идеи в тетрадь.
14 урок. Анализ конструкций победителя и призёров.
4 декабря 2018 г.
Необходимо изучить конструкции, выявить плюсы и минусы бота. Проговариваем вслух все плюсы и минусы.
Свободное время. Собираем любую со сложностью не выше 3 единиц из перечисленных здесь роботов.
Д/з: Запомнить, какие ошибки были допущены при разработке роботов. Запомнить каким должен быть робот для такого вида соревнований.
15 урок. Конструируем робота к международным соревнованиям WRO (1)
11 декабря 2018 г.
Есть такие соревнования - WRO. Расшифровываются они так: "Всемирная олимпиада роботов". Если ученик покажет приемлемые результаты на этом соревновании,
то это и есть лучшая оценка Вашей деятельности. Изучаем правила WRO этого года (если их ещё нет, то предыдущего).
Ищем у кого в городе есть готовое собранное поле. Если нет ни у кого, строим. Задача учеников самостоятельно найти и смастерить конструкцию робота, которая сможет выполнять задания олимпиады.
Все задания раскладываем по частям, например, нужно передвигаться из точки А в точку Б - это будет первая задача, нужно определять цвет каждой ячейки - это вторая задача, в зависимости от цвета ячейки нужно
выкладывать определённое количество шариков в ячейку - это третья задача.
Далее у нас две модели поведения:
Вариант 1) В зависимости от предполагаемых возможностей подсказываем ученикам конструкцию для каждого из действий. Помогаем им самим создать
действующую модель.
Вариант 2) Сами создаём действующую полнофункциональную модель робота, который может справится с заданием. Даём изучать каждому ученику, объясняем конструктивные особенности. Даём задание собрать аналогичную модель каждой команде учеников.
На подготовку к WRO рекомендую потратить 2-3 занятия. Проводить занятие есть смысл, если у Вас есть возможность участвовать в WRO в Вашем регионе - городе/крае.
16 урок. Конструируем робота к международным соревнованиям WRO (2)
18 декабря 2018 г.
Продолжаем конструирование моделей.
17 урок. Конструируем робота к международным соревнованиям WRO (3)
25 декабря 2018 г.
Запоминаем, разбираем и собираем вновь модель робота.
18 урок. Разработка проектов по группам (1).
15 января 2019 г.
Цель: Сформировать задачу на разработку проекта группе учеников.
На уроке мы делим всех учеников на группы по 2-3 человека.
Шаг 1. Каждая группа сама придумывает себе проект автоматизированного устройства/установки или робота.
Задача учителя направить учеников на максимально подробное описание будущих моделей, распределить обязанности
по сборке, отладке, программированию будущей модели. Ученики обязаны описать данные решения в виде блок-схем, либо текстом в тетрадях.
Шаг 2. При готовности описательной части проекта приступить к созданию действующей модели.
Шаг 2. При готовности описательной части проекта создам действующую модели.
Если есть вопросы и проблемы - направляем учеников на поиск самостоятельного решения проблем, выработку
коллективных и индивидуальных решений.
Шаг 4. При готовности модели начинаем программирование запланированных ранее функций.
Продолжаем сборку моделей.
20 урок. Разработка проектов по группам (3).
29 января 2019 г.
Цель: Научиться презентовать (представлять) свою деятельность.
Продолжаем сборку и программирование моделей.
Шаг 5. Оформляем проект: Окончательно определяемся с названием проекта, разрабатываем презентацию для
защиты проекта. Печатаем необходимое название, ФИО авторов, дополнительный материал.
Шаг 6. Определяемся с речью для защиты проекта. Записываем, сохраняем, репетируем.
21 урок. Разработка проектов по группам (4).
5 февраля 2019 г.
Цель: Научиться публично представлять свои изобретения.
Место: Актовый зал Лицея, либо лаборатория робототехники.
Публичная ЗАЩИТА проектов с приглашением представителей администрации Лицея, представителей
градообразующего предприятия, педагогов дополнительного образования технической направленности
организаций дополнительного образования города, учеников Лицея и других школ города.
22 урок. Свободный урок. Сбор готовой модели на выбор.
12 февраля 2019 г.
Сбор и исследование одной из моделей роботов на выбор:
Гоночная машина - автобот -
автомобиль с возможностью удалённого управления и запрограммирования его для движения по цветным линиям на полу!
Бот с ультразвуковым датчиком -
4-х колёсный робот с интеллектуальной программой, принимающей решение куда ехать при наличии препятствия.
Бот с датчиком касания -
4-х колёсный робот с программой, использующей датчик касания в качестве инструмента для определения препятствий.
Бот стрелок
- простейший робот, стреляющий в разные стороны шариками.
Цель: Закрепить навыки легоконструирования по готовым инструкциям. Изучить программы.
Ученикам необходимо собрать модели по инструкции. Загрузить имеющуюся программу. Изучить работу программы, особенности
движения, работы с датчиком и т.д. модели робота. Сделать соответствующие выводы.
23 урок. Конструируем 4-х колёсного или гусеничного робота.
19 февраля 2019 г.
Цель: собрать по инструкции робота, изучить его возможности и программу.
Необходимо выбрать одного из 9 имеющиеся конструкции МУЛЬТИБОТА по
этой ссылке.
Собираем робота по инструкции, загружаем программу, изучаем его поведение: запускаем, наблюдаем, тестируем.
Меняем программу, добиваемся изменения принципа работы робота. Меняем его конструкцию.
24 урок. Конструируем колёсного или гусеничного робота.
26 февраля 2019 г.
Цель: придумать и собрать робота. Самостоятельно запрограмиировать робота.
Придумываем конструкцию, которую мы бы хотели собрать. Назовём конструкцию роботом. Пусть робот перемещается на
4-х колёсах или гусеницах. Пусть он может короткое время (минимум 1 минуту) передвигаться самостоятельно.
Начинаем сборку модели. Обсуждаем подробности конструкции и параметры программы.
25 урок. Конструируем робота (2).
5 марта 2019 г.
Продолжаем конструирование лего робота. Оформляем рабочую модель. Тестируем, показываем робота в действии.
26 урок. Контрольное тестирование
12 марта 2019 г.
Тест должен содержать простые и чётко сформулированные вопросы о конструкторе, о лего, о законах физики, математики и т.д. Рекомендуемое
количество вопросов 20 штук. Ученики отвечают на простые вопросы, проверяют свой уровень знаний.
В тест рекомендуется включить несколько вопросов на смекалку из цикла: "А что если...". В результате тестирования мы должны понять научился ли чему-нибудь ученик.
Проводим анализ полученных результатов. Сравниваем их с теми, что были получены в начале обучения по предмету "робототехника".
Проводим "отсев" двоечников, выбираем учеников, способных изучать робототехнику на повышенном уровне. Формируем из них группу для
обучения на второй год.
27 урок. Собираем робота-богомола (1)
19 марта 2019 г.
Собираем и программируем робота-богомола МАНТИ. Урок 1.
31 урок. Программирование робота высокой сложности.
16 апреля 2019 г.
Программируем робота АЛЬФАРЕКСА, готовимся к показательным выступлениям.
32 урок. Показательное выступление
23 апреля 2019 г.
Показательный урок: демонстрируем робота, запускаем программу, показываем
возможности движения, соревнуемся на скорость перемещения. Команда-победитель
получает призы.
33 урок. Итоговое тестирование и свободное моделирование.
14 мая 2019 г.
Итоговый тест по программе дополнительного образования детей «Робототехника»
(необходимо выбрать правильный ответ)
1) Для обмена данными между NXT блоком и компьютером используется…
WiMAX
PCI порт
WI-FI
USB порт
2) Верным является утверждение…
блок NXT имеет 5 выходных и 4 входных порта
блок NXT имеет 5 входных и 4 выходных порта
блок NXT имеет 4 входных и 4 выходных порта
блок NXT имеет 3 выходных и 3 входных порта
3) Устройством, позволяющим роботу определить расстояние до объекта и реагировать на движение, является…
Ультразвуковой датчик
Датчик звука
Датчик цвета
Гироскоп
4) Сервомотор – это…
устройство для определения цвета
устройство для движения робота
устройство для проигрывания звука
устройство для хранения данных
5) К основным типам деталей LEGO MINDSTORMS относятся…
шестеренки, болты, шурупы, балки
балки, штифты, втулки, фиксаторы
балки, втулки, шурупы, гайки
штифты, шурупы, болты, пластины
6) Для подключения датчика к блоку NXT требуется подсоединить один конец кабеля к датчику, а другой…
к одному из входных (1,2,3,4) портов NXT
оставить свободным
к аккумулятору
к одному из выходных (A, B, C, D) портов NXT
7) Для подключения сервомотора к NXT требуется подсоединить один конец кабеля к сервомотору, а другой…
к одному из выходных (A, B, C, D) портов блока
в USB порт NXT
к одному из входных (1,2,3,4) портов NXT
оставить свободным
8) Блок «рулевое управление моторами» управляет…
двумя сервомоторами
одним сервомотором
одним сервомотором и одним датчиком
9) Наибольшее расстояние, на котором ультразвуковой датчик может обнаружить объект…
50 см.
100 см.
3 м.
250 см.
10) Для движения робота вперед с использованием двух сервомоторов нужно…
задать положительную мощность мотора на блоке «Рулевое управление»
задать отрицательную мощность мотора на блоке «Рулевое управление»
задать положительную мощность мотора на блоке «Большой мотор»
задать отрицательную мощность мотора на блоке «Большой мотор»
11) Для движения робота назад с использованием двух сервомоторов нужно…
задать положительную мощность мотора на блоке «Рулевое управление»
задать отрицательную мощность мотора на блоке «Рулевое управление»
задать положительную мощность мотора на блоке «Большой мотор»
задать отрицательную мощность мотора на блоке «Большой мотор»
По окончании тестирования педагог обрабатывает результаты, набирая
в группу обучающихся на следующий учебный год. Естественно выбираем наиболее грамотных "будущих робототехников".
А в это время обучающиеся собирают любую по желанию модель роботов (смотрите страницу NXT-роботов).
34 урок. Свободное моделирование. Резервный урок.
21 и/или 28 мая 2019 г.
Собираем любую по желанию модель. Резервный урок.
* Что может понадобиться?
1. Нам пригодится классная программа для управления роботом чере БЛЮТУЗ:
NXT Vehicle Remote (Не требует установки. Просто разархивируйте её на рабочий стол)! Через неё можно управлять роботом, менять настройки, двигатели, скорость, программировать клавиши и т.д. Для отладки просто вещь не заменимая!
2. Для тех, кто хочет управлять роботом с помощью мобильного телефона под операционной системой Android 4 и выше рекомендую посетить сайт https://market.android.com/ и скачать следующие приложения:
- MINDdroid, NXT Bluetooth, NXT FREE, NXT GSensor, NXT Numeric, NXT Remoye Control, NXT Simple Remote, NXTPad.
Все эти приложения разные по функциональности, но очень сильно облегчают тестирование имеющихся и разработку новых роботов.
3. Для очень старых простых кнопочных телефонов может пригодится программа для мобильных телефонов NOKIA и SONY ERICSON для управления через BLUETOOTH роботом NXT 2.0.
Поддерживаемые модели:
- Nokia: 6680, 3230.
- Sony Ericsson: W800i, W550i, K610i, K800i, K750i, Z710i, Z550i, K510i.
- BenQ-Siemens: CX75, S65. Программа работает и на некоторых других телефонах. Так что качайте, проверяйте.
* Ещё раз хочу отметить, что данное КТП планирование уроков робототехники самое простое, с него стоит начать изучать робототехнику в школе, лицее или гимназии. Планирование на 2-3 год обучения выложу на сайт позднее. Ожидайте обновления!
Обратная связь
Реклама на сайте
